Cách chọn ống kính cho thị giác máy

Các loại củaống kính công nghiệpgắn

Về cơ bản có bốn loại giao diện, đó là F-mount, C-mount, CS-mount và M12 mount. F-mount là giao diện đa năng, thường phù hợp với các ống kính có tiêu cự dài hơn 25mm. Khi tiêu cự của ống kính mục tiêu nhỏ hơn khoảng 25mm, do kích thước nhỏ của ống kính mục tiêu, người ta sử dụng C-mount hoặc CS-mount, và một số trường hợp sử dụng giao diện M12.

Sự khác biệt giữa ngàm C và ngàm CS

Sự khác biệt giữa giao diện C và CS là khoảng cách từ bề mặt tiếp xúc của thấu kính và máy ảnh đến mặt phẳng tiêu cự của thấu kính (vị trí đặt cảm biến quang điện CCD của máy ảnh) là khác nhau. Khoảng cách đối với giao diện ngàm C là 17,53mm.

Có thể gắn thêm vòng chuyển đổi C/CS 5mm vào ống kính ngàm CS để sử dụng với máy ảnh loại C.

ống kính thị giác máy-01

Sự khác biệt giữa ngàm C và ngàm CS

Các thông số cơ bản của thấu kính công nghiệp

Góc nhìn (FOV):

FOV (Trường nhìn) đề cập đến phạm vi hiển thị của vật thể được quan sát, tức là phần vật thể được cảm biến của máy ảnh thu lại. (Phạm vi của trường nhìn là điều cần phải hiểu rõ khi lựa chọn).

ống kính thị giác máy-02

Góc nhìn

Khoảng cách làm việc (WD):

Thuật ngữ này đề cập đến khoảng cách từ mặt trước của thấu kính đến vật thể cần kiểm tra. Tức là, khoảng cách bề mặt để tạo ảnh rõ nét.

Nghị quyết:

Kích thước chi tiết nhỏ nhất có thể phân biệt được trên vật thể được kiểm tra mà hệ thống hình ảnh có thể đo được. Trong hầu hết các trường hợp, trường nhìn càng nhỏ thì độ phân giải càng tốt.

Độ sâu trường ảnh (DOF):

Khả năng của thấu kính duy trì độ phân giải mong muốn khi vật thể ở gần hoặc xa điểm lấy nét tốt nhất.

ống kính thị giác máy-03

Độ sâu trường ảnh

Các thông số khác củathấu kính công nghiệp

Kích thước chip cảm quang:

Kích thước vùng hiệu dụng của chip cảm biến máy ảnh thường đề cập đến kích thước theo chiều ngang. Thông số này rất quan trọng để xác định tỷ lệ thấu kính phù hợp nhằm đạt được trường nhìn mong muốn. Tỷ lệ phóng đại sơ cấp của thấu kính (PMAG) được định nghĩa bằng tỷ lệ giữa kích thước của chip cảm biến và trường nhìn. Mặc dù các thông số cơ bản bao gồm kích thước và trường nhìn của chip cảm quang, nhưng PMAG không phải là một thông số cơ bản.

ống kính thị giác máy-04

Kích thước chip cảm quang

Tiêu cự (f):

“Tiêu cự là thước đo độ tập trung hoặc phân kỳ của ánh sáng trong một hệ thống quang học, đề cập đến khoảng cách từ tâm quang học của thấu kính đến tiêu điểm thu sáng. Nó cũng là khoảng cách từ tâm của thấu kính đến mặt phẳng ảnh, chẳng hạn như phim hoặc CCD trong máy ảnh. f = {khoảng cách làm việc / trường nhìn cạnh dài (hoặc cạnh ngắn)} XCCD cạnh dài (hoặc cạnh ngắn)

Ảnh hưởng của tiêu cự: tiêu cự càng nhỏ, độ sâu trường ảnh càng lớn; tiêu cự càng nhỏ, độ méo hình càng lớn; tiêu cự càng nhỏ, hiện tượng tối góc càng nghiêm trọng, làm giảm độ sáng ở rìa vùng quang sai.

Nghị quyết:

Chỉ số này biểu thị khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm mà một hệ thấu kính vật kính có thể quan sát được.

0,61x bước sóng sử dụng (λ) / NA = độ phân giải (μ)

Phương pháp tính toán trên về mặt lý thuyết có thể tính được độ phân giải, nhưng không bao gồm hiện tượng méo hình.

※Bước sóng được sử dụng là 550nm

Định nghĩa:

Số lượng vạch đen trắng có thể được nhìn thấy ở giữa 1mm. Đơn vị (lp)/mm.

MTF (Hàm truyền điều chế)

ống kính thị giác máy-05

MTF

Biến dạng:

Một trong những chỉ số để đo hiệu suất của thấu kính là quang sai. Nó đề cập đến đường thẳng nằm ngoài trục chính trong mặt phẳng của vật thể, trở thành đường cong sau khi được hệ thống quang học tạo ảnh. Sai số tạo ảnh của hệ thống quang học này được gọi là méo hình. Quang sai méo hình chỉ ảnh hưởng đến hình dạng hình học của ảnh, chứ không ảnh hưởng đến độ sắc nét của ảnh.

Khẩu độ và số F:

Tấm thấu kính lồi là một thiết bị được sử dụng để kiểm soát lượng ánh sáng đi qua thấu kính, thường nằm bên trong thấu kính. Chúng ta sử dụng giá trị F để biểu thị kích thước khẩu độ, chẳng hạn như f1.4, F2.0, F2.8, v.v.

ống kính thị giác máy-06

Khẩu độ và số F

Độ phóng đại quang học:

Công thức dùng để tính tỷ lệ thu phóng chính như sau: PMAG = kích thước cảm biến (mm) / trường nhìn (mm)

Độ phóng đại màn hình

Độ phóng đại hiển thị được sử dụng rộng rãi trong kính hiển vi. Độ phóng đại hiển thị của vật thể cần đo phụ thuộc vào ba yếu tố: độ phóng đại quang học của thấu kính, kích thước chip cảm biến của camera công nghiệp (kích thước bề mặt mục tiêu) và kích thước màn hình.

Độ phóng đại màn hình = độ phóng đại quang học của thấu kính × kích thước màn hình × 25,4 / kích thước đường chéo màn hình

Các loại thấu kính công nghiệp chính

Phân loại

•Theo tiêu cự: ống kính cố định và ống kính zoom

•Theo khẩu độ: khẩu độ cố định và khẩu độ thay đổi

•Theo giao diện: giao diện C, giao diện CS, giao diện F, v.v.

•Chia theo bội số: thấu kính có độ phóng đại cố định, thấu kính zoom liên tục

•Các loại thấu kính rất quan trọng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thị giác máy móc chủ yếu bao gồm thấu kính FA, thấu kính telecentric và kính hiển vi công nghiệp, v.v.

Những điểm chính cần lưu ý khi lựa chọnthấu kính thị giác máy:

1. Góc nhìn, độ phóng đại quang học và khoảng cách làm việc mong muốn: Khi chọn thấu kính, chúng ta sẽ chọn thấu kính có góc nhìn lớn hơn một chút so với vật cần đo để dễ dàng điều khiển chuyển động.

2. Yêu cầu về độ sâu trường ảnh: Đối với các dự án yêu cầu độ sâu trường ảnh, hãy sử dụng khẩu độ nhỏ nhất có thể; khi chọn ống kính có độ phóng đại, hãy chọn ống kính có độ phóng đại thấp nhất có thể trong phạm vi cho phép của dự án. Nếu yêu cầu của dự án khắt khe hơn, tôi thường chọn ống kính tiên tiến với độ sâu trường ảnh cao.

3. Kích thước cảm biến và giao diện camera: Ví dụ, ống kính 2/3″ hỗ trợ bề mặt cảm biến camera công nghiệp lớn nhất là 2/3″, nó không hỗ trợ camera công nghiệp lớn hơn 1 inch.

4. Không gian có sẵn: Khách hàng khó có thể thay đổi kích thước thiết bị khi phương án là tùy chọn.


Thời gian đăng bài: 15 tháng 11 năm 2022